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焊接机器人组成结构

焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等搬运机器人。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成工业机器人。

世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节机器人，绝大部分有6个轴。其中，1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置，而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式：一种为平行四边形结构，一种为侧置式（摆式）结构，如图2a、b所示。侧置式（摆式）结构的主要优点是上、下臂的活动范围大，使机器人的工作空间几乎能达一个球体。因此自动焊接机器人，这种机器人可倒挂在机架上工作，以节省占地面积，方便地面物件的流动。但是这种侧置式机器人，2、3轴为悬臂结构，降低机器人的刚度，一般适用于负载较小的机器人，用于电弧焊、切割或喷涂搬运机器人。平行四边形机器人其上臂是通过一根拉杆驱动的。拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边。故而得名。早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小（局限于机器人的前部），难以倒挂工作。但80年代后期以来开发的新型平行四边形机器人（平行机器人），已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部，又没有测置式机器人的刚度问题，从而得到普遍的重视。这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。近年来点焊用机器人（负载100～150kg）大多选用平行四边形结构形式的机器人。

焊接机器人在汽车生产中应用

焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业，汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。丰田公司已决定将点焊作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。用这种技术可以提高焊接质量，因而甚至试图用它来代替某些弧焊作业。在短距离内的运动时间也大为缩短。该公司近推出一种高度低的点焊机器人，用它来焊接车体下部零件。这种矮小的点焊机器人还可以与较高的机器人组装在一起，共同对车体上部进行加工，从而缩短了整个焊接生产线长度。国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、波罗等后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等轿车底盘零件大都是以MIG焊接工艺为主的受力安全零件，主要构件采用冲压焊接，板厚平均为1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接头形式为主，焊接质量要求相当高，其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能。应用机器人焊接后，大大提高了焊接件的外观和内在质量，并保证了质量的稳定性和降低劳动强度，改善了劳动环境。

工业机械手广泛应用于五金、电子、塑料、食品等行业。焊接机械手可以提高焊接质量，提高生产率，使工人从恶劣的工作环境中解放出来。 　　那么如何选择焊接机械手呢?下面简要介绍焊接机械手选用中必须注意的几个问题： 　　1) 点焊机器人的工作空间比焊接机器人大。焊接所需的工作空间由焊点的位置和数量决定。 　　2) 点焊速度与生产线速度必须匹配。首先，单点工作时间由生产线速度和焊接点数决定，机器人单点焊接时间(包括加压、通电、维护、位移等)必须小于此值，即，点焊速度应大于或等于生产线速度。 　　3) 焊钳应根据工件的形状、类型和位置选择。垂直焊缝和近垂直焊缝选用C型焊钳，水平焊缝和倾斜焊缝选用K型焊钳。 　　4) 当需要一个以上的机器人进行选型时，需要研究是否采用一个以上的模型，并与多点焊机和简单的直角坐标机器人一起使用。当机器人间隔较小时，应注意动作顺序的安排，可通过机器人制或互锁来避免。 　　5) 选用其它记忆容量大、示教功能全、控制精度高的点焊机器人。 　　在考虑以上几点之后，我们将展示经济和社会效益，然后决定使用机器人以及所需的机器人数量和类型。 　　焊接机器人是一种高度自动化的焊接设备。用机器人代替手工焊接是焊接制造业的发展趋势。它是提高焊接质量、降低成本、改善工作环境的重要手段。

提高生产节奏的快节奏焊接机器人

焊接机器人呼叫时间短，动作快。焊接速度为60-120cm/min，远高于手工焊接(40-60cm/min)。机器人在操作过程中永远停不下来，但工人在工作时却不能停下来。同时，工人的工作服从也受到情绪等因素的影响。工人们会请假、昏昏欲睡、谈天说地，加班费应该是加班费，机器人没有上述问题。只要保证外部的水、电等条件，他们就可以继续工作。焊锡机功能波动，无需任何理由，可实现10年。这无形中提高了企业的生产服从性。

在焊接过程中，焊接机器人只需给出焊接参数和运动轨迹，就能准确地重复动作。焊接电流、电压、焊接速度、焊接干伸长长度等焊接参数对焊接效果起着决定性的作用。采用焊锡机焊接时，各焊缝的焊接参数是恒定的，焊接质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技能的要求，焊接质量波动较大。手工焊接时，焊接速度和干伸长都发生了变化，难以达到质量均匀性。以保证我们产品的质量。

目前，在低成本企业规模化生产中，一台自动焊锡机可替代2-4名物业工人，这与企业的具体情况不同。机器人可以继续每天24小时生产。随着高速焊接技术的应用，机器人焊接的成本越来越大。

由于机器人具有很高的重复性，只需给定参数，就可以地按照指令移动，因此自动焊接机器人机器人焊接产品周期清晰，便于控制产品输出。机器人的生产节奏很稳，所以生产计划很明确。准确的生产计划可以地提高企业的生产服从性和资源综合利用率。

自动焊接机可以缩短产品改造周期，减少相应设备的投资。实现了小批量产品的焊接自动化。自动焊锡机与焊锡机区别在于，通过修改程序可以适应不同工件的生产。

点焊、弧焊机器人的协同作业过程

在汽车生产中，点焊、弧焊机器人之间的协同作业是相当关键的，它可以提高生产效率和优化生产节拍，同时干涉区的界定实现了机器人之间的互锁，提高了生产中的安全性和可靠性。那么，点焊、弧焊机器人是怎么实现协同作业的呢？

很显然，点焊、弧焊机器人单独工作已经不能满足人们对效率的要求，为了提高生产效率和优化工作节拍，可以将点焊机器人和弧焊机器人应用于汽车侧前门或侧后门同时焊接。

其中点焊机器人主要对侧门内侧的17点进行焊接，而弧焊机器人则是负责上下2个门铰链的焊接，且要求点焊、弧焊机器人同时工作。由于点焊机器人及其弧焊机器人有各自独立的电气控制单元，所以整个系统由PLC作为控制单元，由PLC来控制机器人、夹具和导轨之间的相互动作。

在实现点焊、弧焊机器人同时运用的过程中，主要解决的是安全问题，由于两个机器人同时在一个工件上焊接，各自的工作空间非常小，一不小心两个机器人就可能发生碰撞。

为此，可以划分4块干涉区，并要求每个干涉区每次多只允许一个机器人进人。在划分干涉区时，在考虑安全的前提下尽量将干涉区的面积小，这样可以保障机器人的运动空间更大，以致优化生产节拍。

焊接机器人是机电一体化的高科技产品

依靠企业自身的能力是不够的。要求政府给予机器人制造企业和使用国产机器人系统的企业一定的政策和财政支持，以加快国产机器人在中国的发展。 性能特征: (1)外部光路通过光纤传输，密封性好，安全可靠。 (2)焊接灵活，适用性广。它可以自动焊接几乎所有的钣金产品。 (3)产品转换非常方便，几乎没有转换暂停时间。 (4)焊接牢固，焊缝美观，无高温变色和焊渣飞溅现象。 (5)安全保护齐全。 (6)主要配备光纤传导YAG激光器和六轴机器人、保护性吹气系统、聚焦红光指示系统、提取净化系统、安全防护护栏和独立控制柜。的焊接质量，厨房用具、五金等产品的全自动激光焊接